存在的主要水文地质问题

当前水文地质研究中存在哪些热点和难点~

水文地质勘察是工程地质勘察工作的核心部分，是保障建筑物质量和稳定性的重要手段。因此开展工程地质勘察工作中必须对其有正确的认识，做好工程地质勘察中水文地质问题的勘察和防治，真正做到防患于未然。
主要包括如下几个方面:①海潮波动引起的滨海含水层系统地下水位波动的定量解析及其应用;②潮间带海水—地下水相互作用的定量模拟及其在海滩漏油污染治理中的应用;③滨海近岸包气带中海潮波动引起的地下水气两相流及其生态和工程效应;④海底地下水排泄量的定量估计。

水文地质勘查主要是争对区域内的水环境进行调查，了解地下水的补给、径流、排泄特征，进行的工作主要是抽水试验、长期观测及示踪法等；工程地质勘查主要是调查工程的岩土体性质，持力层等，解决边坡的稳定性及地基承载力和地下水的内水压力等问题。

工作区地处豫西山区，地形切割强烈，地层发育较齐全，地质构造条件复杂，受地层岩性和构造控制，各种类型地下水分布及富水性差异较大，存在的主要水文地质问题就是因资源型和水质型缺水引起的人畜饮水短缺问题。工作区广泛分布前新生界变质岩、碎屑岩、碳酸盐岩等。地形起伏大，地表径流迅速，地下水资源分布不均。该区又是河南省主要黄土分布区，地层中多不含水，是该区资源型缺水的主要自然原因。此外，豫西地区是河南省矿业最发达的地区，以煤铝及多金属矿产为主，矿山开采造成区域地下水位下降，部分基岩含水层被疏干，加之矿坑排水、采矿选矿造成的污染，使本已缺水的地区雪上加霜，部分地区人畜饮水非常困难。饮水安全已成为制约该区经济发展和社会主义新农村建设的瓶颈。但要想从根本上解决该区饮水安全问题，特别是广大农村的分散供水，还必须从地下水上下功夫，从找水方法和地下水赋存规律研究方面寻找突破口。显然，地下水资源分布不均、过量开采、水质污染、水资源浪费等问题进一步加剧了巩义市水资源的短缺。

一、地下水储量分布不均

巩义市地貌上从南往北由低山丘陵渐变为河谷平原。对应于地貌类型的变化，地下水储量在不同区域存在明显差异。北部的黄河和伊洛河滩地，地下水储量丰富，取水相对较容易。但是在中南部的大片基岩低山丘陵区以及伊洛河与黄河平原中间的邙山黄土丘陵等区域，地下水储量小，凿井投资大，成井率低，取水则相对困难。

二、地下水过量开采，地下水位快速下降

巩义地区地下水出现过量开采主要存在两个因素：一是工业发展致使用水集中、过量地抽取地下水，二是开发地下矿产资源，疏干含水层，从而使区域地下水位出现下降。

巩义地区作为工业强县，工业逐渐发展壮大，用水量也在不断增大。巩义市工业布局相对集中和高速发展加剧了地下水的开采强度，致使出现了地区集中、层位集中的开采方式，使主要开采含水层长期处于过量开采状态，造成地下水水位持续下降，出现了大面积超采地下水区域，在局部地区甚至形成了开采降落漏斗。典型降落漏斗中心主要出现在康店镇、西村镇、巩义市区、回郭镇、鲁庄镇等地。

市区地下水位多年来降幅较大，已形成以市人民政府、印刷厂、铁匠炉村等为中心的降落漏斗。漏斗中心水位自1970年至1989年下降幅度较大，达29.7m，平均每年下降1.7m。北山口镇汽车站东50m 机井（井深11 7m）在1974年至1980年期间，呈持续下降状态，平均每年下降1.04m。2011年北山口镇铁匠炉村地下水位为88.26m，孝义镇龙尾村为55.25m。受二电厂大量开采地下水的影响在芝田镇也出现了一个集中开采型小漏斗，观测井的水位逐年下降，从1999年的43.57m 降至2000年的55.73m 以及2001年的59.73m。

在康店镇张岭村、叶岭村和康北村本次工作实施的水井地下水位分别为120.31m、11 2.81m和75.22m，西村五岭地下水位为135.8m。

在河洛镇胡坡村水井（井深128m）与鲁庄镇鲁庄村水井（井深70m）中，地下水水位亦可见逐年下降。从图3-5和图3-6中可以看出，从2000年至2009年两地的最大下降幅度分别达到3.2m 与9.5m，其中水位变化最大的月份主要出现在1、2、6、7月份。而2011年受干旱无雨的影响，河洛镇胡坡村水井的水位进一步下降，水位与2009年相比下降近1.5m。本次工作在河洛镇源村实施的水井地下水位为106.2m（井深201.6m），鲁庄镇虎山坡村水井（井深300m）中，地下水水位为130m，显示了地下水位明显下降的态势。

图3-5 河洛镇胡坡村井内水位变化图

图3-6 鲁庄镇鲁庄村井内水位变化图

巩义市赋存煤、铝土矿、硫铁矿、熔剂灰岩、耐火粘土、水泥灰岩、镓、陶瓷土、水泥配料用粘土等21种地下矿产资源。矿产资源主要分布在大峪沟镇至米河镇、涉村镇至鲁庄镇两条成矿带上。矿业开发涉及米河、新中、小关、竹林、大峪沟、北山口、涉村、夹津口、西村、鲁庄等10个镇。丰富的地下矿产资源，为巩义地区带来了巨大的经济效益，但对地下水资源亦造成了严重破坏。

如新中煤矿的开采过程中，大量抽取地下水以降低地下水水位与水压力导致新中、茶店、苇园、温堂、楼子沟、口头、小关等的机井遭到严重破坏（机井水位下降或枯竭），地下水水位的大幅度下降，也切断了地表水与地下水之间的水力联系，造成降水大量下渗难以形成径流，山谷小溪甚至河流都出现枯竭现象，山地植被遭到严重破坏。而大峪沟、庙沟、水地河煤矿的地下开采不仅对区域地下水资源造成了破坏，上部层位地下水甚至已经疏干，局部已经引起地面下降。上庄煤矿采煤则直接导致涉村水东沟8眼机井干涸。米河镇双楼村一口刚实施完的深井，在2008年汶川地震后因封闭含水系统边界条件受到破坏而发生地下水位突然降低78m（原静水位167m，突变为245m），原因是地处20km 外的大裕沟煤矿因地震发生突水。因此，从整体看，地下矿产资源开采过程中疏干地下水对巩义市地下水资源具有极大的破坏作用。

三、水质污染

随着巩义市工农业的发展，工业“三废”大量排放，城市生活污水不断排入河渠，使地表水、地下水、大气降水遭受污染。2002年巩义污水排放总量为1652万t,2010年为8423万t，污水排放量增加了近5倍，而污水处理能力和污水年处理量则呈下降状态（表3-2）。2002～2008年污水处理能力为3.5万t/d,2002～2005年污水年处理量为971万t,2010年污水处理能力和污水年处理量分别为2.0万t/d、346万t。据不完全统计，巩义市几十家国营、私营企业往河道排放污水，几乎100%的沟河受到不同程度的污染，其中，伊洛河水功能区断面回郭镇火车站、石灰雾和伊洛河入黄河口2010年水质均为Ⅴ类（表3-3）。

表3-2 2002～2010年巩义市城镇污水排放量和处理量统计表

表3-3 2010年巩义市伊洛河水功能区断面水质概况

地表水的污染势必影响地下水的水质安全，进而对地下供水水源地产生威胁。2005年对巩义市地下供水水源水质的调查

张琰如.2006.巩义市水资源短缺现状及应对措施。，表明地下水源地受到污染所涉及的村庄近75个，人数近20万人，占全市总人口的25.3%。污染水源地主要集中分布在回郭、芝田、孝义、康店、站街、河洛及米河、新中两大片区。其中，在东站镇的地下水中，硫酸根727.65mg/L，总硬度918mg/L，固形物1300.6mg/L，分别超标2～3倍。在沿黄河边的河洛镇沙鱼沟村，氯酸根443.1mg/L，硝酸根1215mg/L，总硬度1980mg/L，固形物3155mg/L，分别超过2～15倍。汜水河两岸的米河、新中地下水受到不同程度污染，以双楼村饮水水源为例，硫酸根457mg/L，超标1.06倍，硝酸根441.3mg/L，超标5.01倍，总硬度1355mg/L，超标3.01倍，固形物1917mg/L，超标1.92倍，饮水水源中含氟1.65mg/L，超标1.56倍。资料显示，巩义市地下水污染较严重、超标指数高、分布广，且受污染水源在向不利于人们利用的方向蔓延。

四、水资源浪费

由于节水意识和节水方法限制等原因，生产用水重复利用率低，生活用水浪费严重，巩义市近年耗水量在5195万～7602万m³之间（表3-4），耗水主要发生于工业用水、农业灌溉和居民生活用水。以农业灌溉为例，耗水量近年一般在1295万～3544万m³之间。巩义市有效灌溉面积约22万亩，大部分农田灌溉依旧采用大水漫灌方式，未采用更为节水的灌溉方式如喷灌与滴灌。漫灌的用水量是喷灌用水量的2～3倍，是滴灌的5～8倍。如果采用喷灌或滴灌的灌溉方式，仅农业灌溉一项每年即可节水近1300万～2300万m³。

表3-4 2002～2010年巩义市耗水量统计表

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